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(共22张PPT)
第2节 DNA的结构
由对遗传物质的探索实验确信
DNA是大多数生物体的遗传物质
那DNA是怎样储存遗传信息的？
DNA是怎样决定生物性状的？
结构
DNA的结构
功能
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1
DNA分子的基本单位是 ,而且
1分子脱氧核苷酸 = + + .
脱氧核苷酸
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
磷酸
脱氧
核糖
含氮碱基
1’
2’
3’
4’
5’
p48-p49思考与讨论
DNA是以4种脱氧核苷酸连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。
资料2
磷酸二酯键
腺嘌呤
脱氧核苷酸
鸟嘌呤
脱氧核苷酸
胞嘧啶
脱氧核苷酸
A
脱氧
核糖
磷酸
G
脱氧
核糖
磷酸
脱氧
核糖
C
磷酸
T
脱氧
核糖
磷酸
胸腺嘧啶
脱氧核苷酸
20世纪30年代,科学家认识到:
富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图
资料3
沃森和克里克推算出据此DNA分子呈螺旋结构的结论
威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱
（X说明DNA是螺旋的）
沃森和克里克尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型
资料4
奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：
在DNA分子中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)；
鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。
他们让A—T，G—C配对，碱基在内侧，结果其具有相同的性状和直径，DNA有恒定的直径。制作出的模型与X射线衍射照片比较，完全符合。
资料5
腺嘌呤（A）
胸腺嘧啶（T）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
富兰克林给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱，他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。
怎么知道是双螺旋形的？
二战后，科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm。相邻两核苷酸间距相等,即两条链的距离是固定的。
DNA是双链
DNA的双链反向平行
DNA是双螺旋结构
1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。
威尔金斯
克里克
沃森
诺贝尔奖
p50DNA的结构：两条脱氧核苷酸链
O
1′
2′
4′
5′
3′
A
O
1′
2′
4′
5′
3′
C
O
1′
2′
4′
5′
3′
G
O
1′
2′
4′
5′
3′
T
磷酸二酯键
两条单链
一、DNA的结构
二、DNA的结构
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
O
磷酸基团
碱基
5
5
3
3
反向平行
DNA的一条单链具有两个末端，磷酸基团端称作5’-端。羟基(-OH)端称作3’-端。
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫1’-C，
与磷酸基团相连的碳叫5’-C。
DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条单链是从5’-端到3’-端，另一条单链则是从3’-端到5’-端。
二、DNA的结构
1.DNA由两条单链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
2.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
碱基
氢键
脱氧核糖-磷酸骨架
①
②
③
二、DNA的结构
3.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A一定和T配对，G一定和C配对，碱基之间一一对应的关系称为碱基互补配对原则。
三个氢键
两个氢键
更稳定
一个DNA片段有4个游离的磷酸基团。(非环状)
一条脱氧核苷酸链中相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键相连
X
2
√
DNA分子的一条单链中，相邻碱基通过氢键相连。
X
DNA分子的一条单链中，相邻碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”相连。
双链DNA分子中，相邻碱基通过氢键相连。
p52 第4题
根据图中左边链的序列：5’-TGCAGTC-3‘，写出互补链的序列。
3’-ACGTCAG-5’
思考：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
胞嘧啶（C）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
6
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
课本p52
2.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。
思考：这个DNA片段有多少个游离的磷酸基团（没有形成磷酸二酯键的磷酸基团）？
2个
二、DNA的结构
4. DNA分子的特性
①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。
②特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序
不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。
DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方
式不变，两条链间碱基互补配对的原则不
变。(即结构的稳定性）
③稳定性：
C、H、O、N、P
磷酸
脱氧核糖
碱基
DNA分
子
的
结
构
层
次
1.在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
A=T
C=G
A+G=T+C
或 A+C=T+G
━A ━G━T━T━C━G━A━C━A━C
T━ C━A━A━G━C━T━G━T━G━
a链
b链
DNA分子
拓展：DNA分子中有关碱基的计算 大本p73
②互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同
若 ，，则 ，
G1＋C1
A1＋T1
＝m
G2＋C2
A2＋T2
＝m
G＋C
A＋T
＝m
2.在DNA单链中
拓展：DNA分子中有关碱基的计算 大本p73
③非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1
若 , , 则 ，
T2 ＋C2
A2＋G2
＝
1
a
T ＋C
A＋G
＝1
T1 ＋C1
A1＋G1
＝a
2.在DNA单链中
拓展：DNA分子中有关碱基的计算 大本p73
拓展：DNA分子中有关碱基的计算 大本p73
（A1+T1）%=（A2+T2）%=（A+T）
或
（G1+C1）%=（G2+C2）%=（G+C）%
3.在DNA单链中、在双链中
　实战训练　
大本p70-p75
小本p192-p193

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